จะเลือกระหว่างโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์กับโคมไฟถนนที่ใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายอย่างไร

ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์กับไฟถนนที่ใช้ไฟฟ้าจากโครงข่าย: คำถามสำคัญ 5 ข้อที่ช่วยกำหนดการตัดสินใจ

ผู้พัฒนาโครงการคนหนึ่งยืนอยู่ริมถนนชนบทที่ยาว ๓ กิโลเมตร ซึ่งไม่มีโครงข่ายไฟฟ้าภายในระยะ ๕๐๐ เมตร จึงได้ตัดสินใจเลือกใช้พลังงานแสงอาทิตย์แทนระบบสายส่งไฟฟ้าไปแล้ว: การขุดร่องเพื่อวางสายไฟฟ้าเป็นระยะ ๕๐๐ เมตร เพื่อเชื่อมต่อโคมไฟถนนเพียงดวงเดียว มีค่าใช้จ่าย ๑๕–๒๕ บาทต่อเมตร หรือรวม ๗,๕๐๐–๑๒,๕๐๐ บาทเฉพาะค่าเชื่อมต่อเท่านั้น — ยังไม่นับราคาโคมไฟเลย ดังนั้น โคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่จำเป็นต้องขุดร่อง ไม่ต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้า ไม่ต้องติดมิเตอร์ และไม่มีค่าไฟฟ้ารายเดือน จึงมีต้นทุนการติดตั้งรวมต่ำกว่าโดยอัตโนมัติ แต่เมื่อห่างออกไปอีก ๓ กิโลเมตร บนถนนในเมืองที่มีช่องทางเดินสายไฟฟ้าใต้ดินอยู่แล้วโดยตรงใต้ทางเท้า โคมไฟถนนที่ใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายจะมีต้นทุนการติดตั้งและบำรุงรักษาต่ำกว่าโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ต้องใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ แบตเตอรี่ และตัวควบคุมการชาร์จ — ทั้งยังไม่ลดความสว่างแม้ในช่วงฝนตกต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ การตัดสินใจระหว่างระบบพลังงานแสงอาทิตย์กับระบบโครงข่ายไฟฟ้าจึงไม่ได้ขึ้นอยู่กับแนวคิดเชิงอุดมการณ์ แต่เป็นโจทย์ทางคณิตศาสตร์เกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานที่มีตัวแปรห้าตัว

HAIROLUX ผู้ผลิตไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์และไฟถนนแอลอีดีที่ใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายทั่วโลกกว่า 200 ประเทศ จากโรงงานตั้งอยู่ที่จ้งซาน มณฑลกวางตุ้ง กำหนดราคาเสนอโครงการโดยพิจารณาจากตัวแปรหลักห้าประการ ได้แก่ ระยะห่างจากโครงข่ายไฟฟ้า (ระยะทางจากจุดเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ใกล้ที่สุดไปยังแต่ละตำแหน่งของเสาไฟ) การรับพลังงานแสงอาทิตย์ (จำนวนชั่วโมงสูงสุดของแสงแดดต่อปีในพื้นที่โครงการ ซึ่งใช้คำนวณขนาดของแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่) ต้นทุนการติดตั้ง (ค่าแรงสำหรับการขุดร่อง วางสายเคเบิล ติดตั้งหม้อแปลง และยกตั้งเสาไฟ กรณีใช้ไฟฟ้าจากโครงข่าย เทียบกับค่าแรงเพียงสำหรับการยกตั้งเสาไฟเท่านั้น กรณีใช้พลังงานแสงอาทิตย์) ต้นทุนการดำเนินงานต่อปี (ค่าไฟฟ้าจากโครงข่ายตามอัตราค่าไฟฟ้าท้องถิ่น เทียบกับค่าเปลี่ยนแบตเตอรี่ทุก 5–7 ปี กรณีใช้พลังงานแสงอาทิตย์) และข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือ (อัตราการใช้งานได้ของไฟถนนที่ใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายอยู่ที่มากกว่า 99.9% เทียบกับอัตราการใช้งานได้ของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่ระหว่าง 95–99% ซึ่งขึ้นอยู่กับความสามารถในการทำงานต่อเนื่องในช่วงวันที่มีเมฆมาก) คำตอบจากคำถามทั้งห้าข้อนี้จะช่วยระบุเทคโนโลยีไฟถนนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแต่ละโครงการโดยเฉพาะ และในโครงการที่มีเงื่อนไขผสมผสาน (เช่น ส่วนหนึ่งของถนนอยู่ใกล้แหล่งจ่ายไฟจากโครงข่าย ในขณะที่อีกส่วนไม่มี) มักเลือกใช้ทั้งสองเทคโนโลยีควบคู่กัน แทนที่จะบังคับใช้เทคโนโลยีเดียวตลอดทั้งเส้นทาง

ประเภทของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์และจุดแข็งแต่ละแบบ

พอร์ตโฟลิโอไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ของ HAIROLUX ครอบคลุมสามรูปแบบ ได้แก่ แบบบูรณาการ ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมทุกอย่าง (แผงโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่ แหล่งกำเนิดแสง LED และตัวควบคุมอยู่รวมกันในตัวเรืองแสงเดียวที่มีขนาดกะทัดรัด ให้กำลังไฟตั้งแต่ 30–120 วัตต์ เหมาะสำหรับถนนในเขตที่พักอาศัยและทางเดินเท้า โดยใช้เสาสูง 3–8 เมตร) แบบแยกส่วน (แผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่แยกจากตัวเรืองแสง ทำให้สามารถปรับความจุได้อย่างยืดหยุ่น เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการกำลังไฟสูงซึ่งจำเป็นต้องใช้แผงและแบตเตอรี่ขนาดใหญ่กว่า) และแบบไฮบริดอัจฉริยะระหว่างระบบพลังงานแสงอาทิตย์กับระบบไฟฟ้าหลัก (ระบบคู่ที่สลับการทำงานอัตโนมัติระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์กับไฟฟ้าหลัก เพื่อให้มั่นใจว่าจะมีแสงสว่างตลอดเวลาแม้ในช่วงที่มีเมฆมากต่อเนื่องเป็นเวลานาน) แต่ละรูปแบบตอบโจทย์ตำแหน่งที่ต่างกันบนสเปกตรัมของความสัมพันธ์ระหว่างต้นทุนกับความน่าเชื่อถือ

กรณีศึกษาจริง: โครงการทางหลวงที่ใช้เทคโนโลยีผสมผสาน

หน่วยงานควบคุมทางหลวงแห่งหนึ่งในแอฟริกาตะวันออก ซึ่งรับผิดชอบเส้นทางยาว 42 กิโลเมตร ต้องเผชิญกับเงื่อนไขโครงสร้างพื้นฐานที่แตกต่างกันสามแบบบนถนนเส้นเดียวกัน ได้แก่ ส่วนเขตเมืองยาว 12 กิโลเมตร ที่มีระบบไฟฟ้าจากโครงข่ายอยู่ทุกจุดตั้งเสา, ส่วนเขตชานเมืองยาว 18 กิโลเมตร ที่มีระบบไฟฟ้าจากโครงข่ายอยู่ประมาณครึ่งหนึ่งของจุดตั้งเสา และส่วนเขตชนบทยาว 12 กิโลเมตร ที่ไม่มีโครงข่ายไฟฟ้าเลย หน่วยงานดังกล่าวจึงร่วมมือกับ HAIROLUX ในการติดตั้งระบบไฟถนนแบบผสมผสาน ได้แก่ โคมไฟถนน LED ที่ใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายในส่วนเขตเมือง (ต้นทุนการติดตั้งต่ำที่สุด และไม่ต้องบำรุงรักษาแบตเตอรี่), โคมไฟถนนแบบไฮบริดพลังงานแสงอาทิตย์–โครงข่ายไฟฟ้าในส่วนเขตชานเมือง (ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในจุดที่ไม่มีโครงข่าย และเชื่อมต่อกับโครงข่ายในจุดที่มี ทั้งหมดควบคุมผ่านแพลตฟอร์มการจัดการเดียวกัน) และโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบอิสระในส่วนเขตชนบท (หลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายการขุดร่องใต้ดิน 180,000 หน่วย ซึ่งจะเกิดขึ้นหากใช้เฉพาะโครงข่ายไฟฟ้า) แนวทางแบบผสมผสานนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนโครงการรวมให้อยู่ที่ประมาณ 420,000 หน่วย ลดลง 310,000 หน่วย เมื่อเทียบกับแนวทางที่ใช้โครงข่ายไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวซึ่งจำเป็นต้องขุดร่องใต้ดินไปถึงเขตชนบททั้งหมด และลดลง 85,000 หน่วย เมื่อเทียบกับแนวทางที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียว ซึ่งจะทำให้มีความจุแบตเตอรี่เกินความจำเป็นในส่วนเขตเมืองที่มีโครงข่ายไฟฟ้า

คำถามที่พบบ่อย

จะคำนวณขนาดแบตเตอรี่สำหรับไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างไร

นำกำลังไฟของหลอด LED (วัตต์) คูณด้วยจำนวนชั่วโมงที่ใช้งานต่อคืน แล้วหารด้วยแรงดันระบบ จากนั้นคูณด้วยจำนวนวันสำรองพลังงาน (โดยทั่วไปคือ 3–5 วัน เพื่อรองรับสภาพอากาศที่มีเมฆมาก) ตัวอย่างเช่น หลอด LED 60 วัตต์ × 12 ชั่วโมง ÷ 12 โวลต์ × 3 วัน = แบตเตอรี่ขนาด 180 แอมแปร์-ชั่วโมง ที่แรงดัน 12 โวลต์ ให้เพิ่มอีก 20% เพื่อเป็นค่าเผื่อสำหรับความลึกของการคายประจุ (LiFePO₄ สามารถคายประจุได้ถึง 80–90% โดยไม่เสียหาย) HAIROLUX กำหนดขนาดแบตเตอรี่ในขั้นตอนการวางแผนโครงการ

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สำหรับไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์นานเท่าใด

แบตเตอรี่ชนิด LiFePO₄ (ลิเธียม เฟอร์โร ฟอสเฟต) โดยทั่วไปมีอายุการใช้งาน 5–7 ปี หรือประมาณ 2,000–3,000 รอบการชาร์จ ก่อนที่ความจุจะลดลงต่ำกว่า 70% ส่วนแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดมีอายุการใช้งาน 2–3 ปี การเปลี่ยนแบตเตอรี่คือต้นทุนที่เกิดซ้ำบ่อยที่สุดของระบบไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ HAIROLUX ใช้แบตเตอรี่ LiFePO₄ เพื่อให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและทนต่ออุณหภูมิได้ดีกว่า (-35°F ถึง 55°F)

หากมีฝนตกติดต่อกันหนึ่งสัปดาห์ ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์จะเป็นอย่างไร

โคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีขนาดเหมาะสม พร้อมแบตเตอรี่สำรองใช้งานได้ 3–5 วัน จะยังคงทำงานต่อเนื่องแม้ในช่วงหนึ่งสัปดาห์ที่มีท้องฟ้าครึ้ม โดยความสว่างจะลดลงอัตโนมัติเพื่อยืดอายุการใช้งาน หลังจากพลังงานสำรองหมดลง โคมไฟถนนจะดับไปจนกว่าจะเริ่มรอบการชาร์จใหม่ โคมไฟถนนแบบไฮบริดพลังงานแสงอาทิตย์-กริดของ HAIROLUX หลีกเลี่ยงการดับโดยอัตโนมัติเมื่อแบตเตอรี่หมดโดยเปลี่ยนไปใช้พลังงานจากกริดทันที

โคมไฟถนนที่ใช้พลังงานจากกริดจะถูกกว่าเสมอในระยะยาวหรือไม่

ไม่จำเป็นเสมอไป ตลอดระยะเวลา 15 ปี โคมไฟถนนที่ใช้พลังงานจากกริดจะมีค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้า (เช่น 100 วัตต์ × 12 ชั่วโมง/วัน × 365 วัน × 0.12 บาท/กิโลวัตต์-ชั่วโมง × 15 ปี = ประมาณ 7,900 บาทต่อชุด) ขณะที่โคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ไม่มีค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าแต่ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่หนึ่งครั้ง (150–400 บาท) ในช่วงเวลาเดียวกัน กรณีอัตราค่าไฟฟ้าต่ำ การใช้กริดอาจถูกกว่า แต่หากค่าไฟฟ้าสูงหรือติดตั้งในพื้นที่ห่างไกล ระบบพลังงานแสงอาทิตย์จะให้ต้นทุนรวม (TCO) ที่ต่ำกว่า HAIROLUX จัดเตรียมการเปรียบเทียบ TCO พร้อมใบเสนอราคาโครงการ

สามารถติดตั้งโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์และโคมไฟถนนที่ใช้พลังงานจากกริดร่วมกันในโครงการเดียวกันได้หรือไม่

ใช่ — แนวทางโคมไฟถนนแบบผสมเทคโนโลยีของ HAIROLUX ใช้การออกแบบเสา ความสูงในการติดตั้ง และการกระจายแสงแบบเดียวกันทั้งสำหรับโคมพลังงานแสงอาทิตย์และโคมจ่ายไฟจากโครงข่าย ซึ่งรักษาความสม่ำเสมอเชิงภาพตลอดแนวถนน ขณะเดียวกันก็เพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุนสำหรับแต่ละตำแหน่งเสา โดยพิจารณาจากความพร้อมใช้งานของโครงข่ายไฟฟ้า

โคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ควรมีใบรับรองอะไรบ้าง

มาตรฐาน CE (ความปลอดภัยยุโรป), RoHS (ข้อจำกัดสารอันตราย), IEC 61215 (ประสิทธิภาพแผงโซลาร์เซลล์), IEC 62133 (ความปลอดภัยของแบตเตอรี่) และ IP65/IP66 (การป้องกันการแทรกซึม) HAIROLUX ได้รับการรับรองตามมาตรฐาน ISO 9001, TUV, FCC, CE และ RoHS ครอบคลุมผลิตภัณฑ์โคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด